JP5774519B2

JP5774519B2 - 漂流物除去装置、水中装置

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Publication number: JP5774519B2
Application number: JP2012036661A
Authority: JP
Inventors: 山下　達雄; 達雄山下; 典男大竹; 中村　高紀; 高紀中村; 新関　良樹; 良樹新関
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: JP2013170547A

Description

本発明の実施形態は、漂流物除去装置、水中装置に関する。

用水路などの水路の中に羽根車が設置される水中機械が知られている。水中機械は、その水路を流れる水により羽根車が回転することによって、たとえば、発電機が駆動し、発電が行なわれる（たとえば、特許文献１参照）。

水中機械において、特に、農業用水路などの開放水路に設置するものは、大規模な工事を必要せず、設置が容易である。また、小型であるので移動が容易である。このため、たとえば、季節に応じて水量が変化する水路において好適に用いられる。また、地域が停電した時に応急的に発電を行う場合に用いられる。その他、都市部では、下水路などのように生活排水が流れる水路に、上記のような小型の水力機械が設置される。

特開２０１１−２２０３１４号公報

農業用水路などの開放水路では、落葉、プラスチックごみ、水草などの漂流物が流水中に混在している。下水路においては、さらに多くの漂流物が流水中に混在している。このため、たとえば、流水中の漂流物が羽根車のランナ羽根に絡まって羽根車の回転が妨げられ、羽根車を通過する流水量が低下する。このため、水中機械の動作が妨げられる場合がある。たとえば、発電を効率的に行うことができない場合がある。

これを改善するために、水路に網を設置し、その網に流水中の漂流物を捕捉させることが考えられる。しかし、この場合であっても、多量の漂流物が網に捕捉されると網目が詰まるので、羽根車へ流れる水の量が減少する。このため、水力機械においては、流水によるエネルギーを効率よく利用することができない場合がある。これは、一時に多量の漂流物が網で捕捉される場合以外に、少しずつ長期間にわたって漂流物が網で捕捉される場合においても、同様である。

また、上記の場合において、捕捉した漂流物を網から除去するときには、通常、網を水路から引き上げる必要がある。しかし、網を水路から引き上げる作業は、その網の自重に加えて、流水による抵抗が加わるので、容易ではない。このため、水力機械においては、流水によるエネルギーを効果的に利用できない場合がある。これは、水力機械自体に漂流物除去網が固定されているものでも同様である。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、羽根車を通過する流水量の低下を抑制し、流水によるエネルギーを効率よく利用することができる、漂流物除去装置、水中装置を提供することである。

本実施形態の漂流物除去装置は、水中機械の上方において、支持部が設置され、その支持部に回転可能に支柱が支持されている。そして、その支柱の回転軸から水中機械の外側に張り出するように設けられた張出し部が、支柱に支持されている。そして、その張出し部において支柱の回転軸から水中機械の外側に位置する端部に漂流物捕捉網が支持されている。この漂流物捕捉網は、水路において水中機械よりも流水の上流側に少なくとも一部が位置するように設置された状態で漂流物を捕捉する。そして、支柱の回転によって漂流物捕捉網が水中機械の外側を回転して漂流物捕捉網の少なくとも一部が水中機械よりも流水の下流側に移動することにより、漂流物捕捉網が捕捉した漂流物が流水によって流される。

本発明によれば、羽根車を通過する流水量の低下を抑制し、流水によるエネルギーを効果的に利用することができる、漂流物除去装置、水中装置を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置を示す図である。図３は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置を示す図である。図４は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置について、水中機械の使用において用いたときの状態を示す図である。図５は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置について、水中機械の使用において用いたときの状態を示す図である。図６は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置の一部断面について示す図である。図７は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置の動作を示す図である。図８は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置の動作を示す図である。図９は、第２の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１０は、第２の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１１は、第２の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１２は、第３の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１３は、第３の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１４は、第３の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１５は、第４の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１６は、第４の実施形態に係る水中装置において、流速と発電量との関係を示す図である。

実施形態について、図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
［Ａ］構成
図１，図２，図３は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置を示す図である。図１は、正面図である。図２は、側面図である。図３は、上面図である。

漂流物除去装置１００は、図１〜図３に示すように、支持部１１０、支柱１２１、張出し部１５１、および、漂流物捕捉網１６１を備えており、流水Ｆが流れる水路１１に設置される。

図４，図５は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置の使用状態を示す図である。図４は、図１と同様に、正面図であり、図５は、図４と同様に、側面図である。

図４，図５に示すように、流水Ｆが流れる水路１１の底面１６には、水中機械２００が設置される。水中機械２００は、軸流型水車であって、支持部２０１、ケース２０２（バルブ）、および、羽根車２０３を備えている。そして、漂流物除去装置１００は、その水路１１において、水中機械２００の上方に設置される。ここでは、漂流物除去装置１００は、流水Ｆが流れる水路１１の底面１６に配置された水中機械２００へ、流水Ｆ中の漂流物（図示なし）が入ることを妨げるように設置される。つまり、漂流物除去装置１００は、流水Ｆに含まれる漂流物を、水中機械２００への流路から除去する。

［Ａ−１］漂流物除去装置１００の詳細構成
漂流物除去装置１００を構成する各部について順次説明する。

図６は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置の一部断面について示す図である。図６は、図２と同様に、側面図であり、支持部１１０と支柱１２１とが設けられた部分を拡大して示している。

漂流物除去装置１００の支持部１１０は、図１〜図３などに示すように、水路１１の上方に設置され、水路１１の側部に位置する土手１２に支持される。支持部１１０は、水中機械２００の使用時には、図４，図５に示すように、水路１１に設置された水中機械２００の上方に設置される。支持部１１０は、梁１１１と支持板１１２とを有し、各部は、たとえば、金属材料を用いて形成されている。

支持部１１０において、梁１１１は、図１〜図３などに示すように、水路１１の上方に設置されており、流水Ｆの流れ方向に対して梁１１１の長手方向が直交するように配置されている。梁１１１は、図２，図３などに示すように、２本、設けられている。その２本の梁１１１は、流水Ｆの流れ方向において、互いが間を隔てて並ぶように配置されている。２本の梁１１１のそれぞれは、両端部が、土手１２の上面で支持されている。

支持部１１０において、支持板１１２は、図１〜図３に示すように、２本の梁１１１の上面に設けられている。支持板１１２は、２本の梁１１１の中心部分において両者の間を連結している。支持板１１２は、図６に示すように、垂直方向に貫通した貫通孔１１２Ｈが形成されており、その貫通孔１１２Ｈには、支柱１２１が貫通するように設置されている。支持板１１２は、貫通孔１１２Ｈを貫通した支柱１２１が回転軸Ｃを中心にして回転するように、支柱１２１を支持している。また、支持板１１２は、上面に凹部１１２Ｃが形成されている。

漂流物除去装置１００の支柱１２１は、図１〜図３などに示すように、円柱体であって、水路１１の上方において中心軸が垂直方向に沿うように設置される。水中機械２００の使用時には、図４，図５に示すように、支柱１２１は、水路１１に設置された水中機械２００の上方に設置される。上記したように、支柱１２１は、支持部１１０に回転可能に支持されており、中心軸を回転軸Ｃとして回転する。ここでは、支柱１２１は、リング１２２と、フランジ１２３と、ハンドル１３１とを有する。

支柱１２１において、リング１２２は、図１〜図３などに示すように、垂直方向に延在する支柱１２１の中央部分において支柱１２１と一体になるように形成されている。リング１２２は、その下面が支持部１１０の支持板１１２の上面に接することによって、支柱１２１が支持板１１２に支持される。また、図６に示すように、リング１２２には、上面と下面との間を貫通する貫通孔１２２Ｈが形成されている。リング１２２の貫通孔１２２Ｈは、支持板１１２において貫通孔１１２Ｈが設けられた中央部の周囲に位置する側部の上方に設けられている。支柱１２１を回転させないときには、リング１２２の貫通孔１２２Ｈから支持板１１２の凹部１１２Ｃに、固定ピン１４１が挿入される。そして、支柱１２１を回転させるときには、支持板１１２の凹部１１２Ｃおよびリング１２２の貫通孔１２２Ｈから、その挿入された固定ピン１４１が抜き出される。そして、その回転後の位置を保持させるときには、支持板１１２の他の凹部１１２Ｃに、固定ピン１４１が挿入される。

支柱１２１において、フランジ１２３は、図１〜図３などに示すように、支柱１２１の下端部に設けられている。

支柱１２１において、ハンドル１３１は、図１〜図３などに示すように、リング１２２よりも支柱１２１の上端側に位置するように設けられている。ハンドル１３１は、円柱体であって、水平方向において支柱１２１を貫通するように設置されている。

漂流物除去装置１００の張出し部１５１は、図１〜図３などに示すように、支柱１２１の下端において支柱１２１に支持されている。張出し部１５１は、板状体であって、水平方向へ延在しており、支柱１２１のフランジ１２３の下面に張出し部１５１の上面が接し、フランジ１２３に固定されている。張出し部１５１は、漂流物除去装置１００が水中機械２００の上方に設置されたときに、水路１１の上方において、支柱１２１の回転軸Ｃから水中機械２００の外側に張り出すように設けられている。具体的には、張出し部１５１は、支柱１２１のフランジ１２３の側端部から水平方向において外側へ突き出た部分を含むように設けられている。

漂流物除去装置１００の漂流物捕捉網１６１は、図１〜図３などに示すように、水路１１に設置される。漂流物捕捉網１６１は、漂流物除去装置１００が水中機械２００の上方に設置されたときに、張出し部１５１において支柱１２１の回転軸Ｃから水中機械２００の外側に位置する端部で支持されている。漂流物捕捉網１６１は、支持枠１６２によって周囲が支持されており、支持枠１６２が張出し部１５１の端部に固定されている。漂流物捕捉網１６１は、たとえば、網目が平面に沿って設けられた金網であり、支持枠１６２は、たとえば、金属材料によって形成された矩形形状の枠である。漂流物捕捉網１６１は、支柱１２１の回転により漂流物捕捉網１６１が回転されたときに、水中機械２００から間を隔てて離れた状態になるように設けられている。

図４，図５に示すように、漂流物捕捉網１６１は、水中機械２００の使用時には、水路１１に設置された水中機械２００の側部において、水路１１中に浸漬された状態になるように設置される。具体的には、漂流物捕捉網１６１は、水路１１において水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に位置するように設置される。そして、図３，図５において破線で示すように、支柱１２１の回転によって、漂流物捕捉網１６１は、水中機械２００よりも流水Ｆの下流側に位置するように移動される。

詳細については後述するが、漂流物捕捉網１６１は、水路１１において水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に少なくとも一部が位置するように設置された状態で漂流物を捕捉する。そして、支柱１２１の回転によって漂流物捕捉網１６１が水中機械２００の外側を回転して漂流物捕捉網１６１の少なくとも一部が水中機械２００よりも流水Ｆの下流側に移動する。これにより、漂流物捕捉網１６１が捕捉した漂流物が流水Ｆによって流される。

［Ａ−２］水中機械２００の詳細構成
水中機械２００を構成する各部について順次説明する。

水中機械２００において、支持部２０１は、下端部が水路１１の底面１６に接して固定されており、ケース２０２（バルブ）および羽根車２０３（ランナ）を支持している。

水中機械２００において、ケース２０２は、支持部２０１の上端部に設けられている。

水中機械２００において、羽根車２０３は、ケース２０２の内部に設けられた軸受（図示なし）によって、回転可能に支持されている。ここでは、羽根車２０３は、ランナ羽根が設置された回転軸が、流水Ｆの流れ方向に沿っている。

水中機械２００では、ケース２０２が上流側に位置し、羽根車２０３がケース２０２よりも下流側に位置するように設置されている。

水中機械２００は、たとえば、水中発電機であって、ケース２０２の内部に発電機（図示なし）が収容されており、流水Ｆによって羽根車２０３が回転することによって発電機が駆動し、発電が行われる。水中機械２００は、発電機に配線（図示なし）が電気的に接続されており、発電機が発電した電力が外部へ出力される。

［Ｂ］動作
上記した漂流物除去装置１００の動作について説明する。

図７，図８は、第１の実施形態に係る漂流物除去装置の動作を示す図である。図７，図８は、図５と同様に、側面図である。

図５に示したように、漂流物除去装置１００においては、漂流物捕捉網１６１が、水路１１において水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に位置するように設置される。たとえば、流水Ｆの流れ方向に対して漂流物捕捉網１６１の面が直交するように、漂流物捕捉網１６１が設置される。このため、図７に示すように、流水Ｆに含まれる漂流物Ｘが、漂流物捕捉網１６１において上流側に向いた面で捕捉されるので、漂流物捕捉網１６１を通過して水中機械２００へ向かう流水Ｆから漂流物Ｘが除かれる。そして、漂流物捕捉網１６１によって漂流物Ｘが除かれる流水Ｆによって、水中機械２００の羽根車２０３が回転し、発電が行われる。

その後、漂流物Ｘが漂流物捕捉網１６１に多量に捕捉された後には、図８に示すように、漂流物捕捉網１６１が水中機械２００よりも流水Ｆの下流側に位置するように支柱１２１を回転させる。ここでは、支持板１１２の凹部１１２Ｃおよびリング１２２の貫通孔１２２Ｈに挿入された固定ピン１４１を、使用者が抜き出した後、ハンドル１３１を用いて、支柱１２１を回転させる。たとえば、流水Ｆの流れ方向に対して漂流物捕捉網１６１の面が直交するように、支柱１２１を回転させる。これにより、漂流物捕捉網１６１において漂流物Ｘを捕捉した面が、上流側から下流側に向く。このため、漂流物捕捉網１６１で捕捉した漂流物Ｘは、水中機械２００へ向かうこと無く、流水Ｆによって水中機械２００よりも下流側へ流れて、漂流物捕捉網１６１から取り除かれる。

そして、漂流物Ｘが漂流物捕捉網１６１から取り除かれた後に、漂流物捕捉網１６１が水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に位置するように、使用者がハンドル１３１を用いて支柱１２１を回転させる。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の漂流物除去装置１００は、水中機械２００の上方において支柱１２１が支持部１１０に回転可能に支持されている。そして、張出し部１５１が、その支柱１２１の回転軸Ｃから水中機械２００の外側に張り出すように、その支柱１２１に支持されている。そして、漂流物捕捉網１６１が、張出し部１５１において支柱１２１の回転軸Ｃから水中機械２００の外側に位置する端部で支持されている。

漂流物除去装置１００において、漂流物捕捉網１６１は、水路１１において水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に少なくとも一部が位置するように設置された状態で、漂流物Ｘを捕捉する。そして、支柱１２１を回転させることによって漂流物捕捉網１６１が水中機械２００よりも流水Ｆの下流側に位置するように回転され、先に漂流物捕捉網１６１が捕捉した漂流物Ｘが流水Ｆによって流される。

このため、本実施形態では、漂流物捕捉網１６１が捕捉した漂流物Ｘを容易に取り除くことができる。

したがって、本実施形態は、水中機械２００において羽根車２０３を通過する流水量の低下を防止できる。そして、流水Ｆによるエネルギーを効率よく利用することができる。

なお、本実施形態では、水中機械２００として水中発電機を使用した場合を示しているが、これに限らない。たとえば、水中機械２００として水中ポンプを使用する場合に、上記のように、漂流物除去装置１００を用いても良い。

＜第２の実施形態＞
［Ａ］構成
図９，図１０，図１１は、第２の実施形態に係る水中装置を示す図である。図９は、正面図である。図１０，図１１は、側面図である。図９，図１０は、漂流物捕捉網１６１が上流側に位置した状態の場合を示しており、図１１は、漂流物捕捉網１６１が下流側に位置した状態の場合を示している。

本実施形態においては、図９〜図１１に示すように、漂流物除去装置１００に水中機械２００が設置されている。つまり、漂流物除去装置１００と水中機械２００とが一体として構成された水中装置４００を示している。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、この実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。

図９〜図１１に示すように、水中装置４００においては、支柱１２１の下端部に設けられたフランジ１２３の下方に、水中機械２００が取り付けられている。

ここでは、水中機械２００は、支持部２０１の上端部分が、フランジ１２３に張出し部１５１を介して固定されている。そして、水中機械２００において、ケース２０２は、支持部２０１の下端部に位置するように設けられている。また、水中機械２００において、羽根車２０３は、ケース２０２に回転可能に支持されている。水中機械２００は、羽根車２０３がケース２０２よりも下流側に位置するように設置される。

［Ｂ］動作
上記した水中装置４００の動作について説明する。

図１０に示したように、水中装置４００では、まず、漂流物除去装置１００の漂流物捕捉網１６１が、水路１１において水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に位置するように設置される。このため、流水Ｆに含まれる漂流物（図示なし）が、漂流物捕捉網１６１において上流側に向いた面で捕捉される。そして、漂流物捕捉網１６１を通過した流水Ｆによって、水中機械２００の羽根車２０３が回転し、発電が行われる。

その後、漂流物が漂流物捕捉網１６１に多量に捕捉された後には、図１１に示したように、漂流物捕捉網１６１が水中機械２００よりも流水Ｆの下流側に位置するように支柱１２１を回転させる。これにより、水中機械２００の羽根車２０３は、ケース２０２よりも下流側に位置していた状態（図１０参照）から、上流側に位置するように回転する。これに伴い、漂流物除去装置１００では、漂流物捕捉網１６１において漂流物を捕捉した面が、上流側から下流側に向く。このため、漂流物捕捉網１６１で捕捉された漂流物は、流水Ｆによって下流側へ流れて、漂流物捕捉網１６１から取り除かれる。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に設置された漂流物捕捉網１６１によって、漂流物が捕捉される。そして、支柱１２１が回転されることによって漂流物捕捉網１６１が水中機械２００よりも流水Ｆの下流側に位置するように回転され、先に漂流物捕捉網１６１が捕捉した漂流物が流水Ｆによって流される。このため、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、漂流物捕捉網１６１が捕捉した漂流物を、漂流物捕捉網１６１から容易に取り除くことができる。

したがって、本実施形態は、水中機械２００において羽根車２０３を通過する流水量の低下を防止できる。そして、流水によるエネルギーを効率よく利用することができる。

なお、本実施形態では、水中機械２００が漂流物除去装置１００の支柱１２１に固定されており、支柱１２１の回転によって漂流物捕捉網１６１と共に水中機械２００が回転するが、これに限らない。漂流物除去装置１００の支柱１２１の回転によって、水中機械２００が回転せずに、漂流物捕捉網１６１が回転するように構成しても良い。

＜第３の実施形態＞
［Ａ］構成
図１２，図１３，図１４は、第３の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１２は、正面図である。図１３は、側面図である。図１４は、上面図である。図１２〜図１４は、漂流物捕捉網１６１が上流側に位置した状態の場合を示している。

本実施形態では、図１２〜図１４に示すように、水中装置４００ｃにおいて、漂流物捕捉網１６１ｃの形状が第２実施形態と異なっている。また、ダクト１７１を含む。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第２実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、この実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。

漂流物捕捉網１６１ｃは、図１２〜図１４に示すように、網目が半球状の面に沿って形成されている。ここでは、図１３に示すように、漂流物捕捉網１６１ｃは、半球状の面の中央部分が周辺部分よりも、支柱１２１の回転軸Ｃから水中機械２００の外側へ位置するように設けられている。漂流物捕捉網１６１ｃは、円形状の支持枠１６２ｃによって周囲が支持されている。

ダクト１７１は、図１２〜図１４に示すように、管状体であって、流水Ｆの流れ方向を回転軸として回転する羽根車２０３の回転方向に沿って羽根車２０３を囲うように設けられている。ダクト１７１は、羽根車２０３へ流水Ｆを導くように構成されている。ダクト１７１は、支柱１７２を用いて水中機械２００に固定されている。支柱１７２は、羽根車２０３の径方向に沿って延びた棒状体であって、複数が羽根車２０３の回転方向において間を隔てて並ぶように設けられている。複数の支柱１７２のそれぞれは、一端が水中機械２００のケース２０２に固定され、他端でダクト１７１を固定している。また、ダクト１７１は、図１３に示すように、支柱１２１の回転軸Ｃから外側に張り出された張出し部１５１ｃを含む。そして、ダクト１７１は、その張出し部１５１ｃにおいて漂流物捕捉網１６１ｃの支持枠１６２ｃが固定され、漂流物捕捉網１６１ｃを支持している。

［Ｂ］動作
上記した水中装置４００ｃの動作について説明する。

図１３に示したように、水中装置４００ｃでは、第２の実施形態の場合と同様に、まず、漂流物捕捉網１６１ｃが、水路１１において水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に位置するように設置される。このため、流水Ｆに含まれる漂流物（図示なし）が、漂流物捕捉網１６１ｃにおいて上流側に向いた面で捕捉され、水中機械２００の流路から漂流物が除かれる。そして、漂流物捕捉網１６１ｃを通過した流水Ｆによって、水中機械２００の羽根車２０３が回転し、発電が行われる。

図示を省略しているが、漂流物が漂流物捕捉網１６１ｃに多量に捕捉された後には、第２の実施形態の場合と同様に、漂流物捕捉網１６１ｃが水中機械２００よりも流水Ｆの下流側に位置するように支柱１２１を回転させる。これにより、漂流物捕捉網１６１ｃにおいて漂流物を捕捉した面が、上流側から下流側に向く。このため、漂流物捕捉網１６１ｃで捕捉した漂流物は、流水Ｆによって下流側へ流れて、漂流物捕捉網１６１ｃから取り除かれる。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、漂流物捕捉網１６１ｃが、水路１１において水中機械２００よりも流水Ｆの上流側に少なくとも一部が位置するように設置され、漂流物を捕捉する。そして、支柱１２１が回転されることによって漂流物捕捉網１６１ｃが水中機械２００よりも流水Ｆの下流側に位置するように回転され、先に漂流物捕捉網１６１ｃが捕捉した漂流物が流水Ｆによって流される。このため、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、多量の漂流物が漂流物捕捉網１６１ｃに捕捉された後に、漂流物捕捉網１６１ｃから漂流物を容易に取り除くことができる。

また、本実施形態では、ダクト１７１が羽根車２０３の回転方向で羽根車２０３を囲うように設置されており、そのダクト１７１の張出し部１５１ｃに漂流物捕捉網１６１ｃが支持されている。このため、ダクト１７１によって流水Ｆが羽根車２０３に導かれる。

この他に、本実施形態では、漂流物捕捉網１６１ｃは、半球形状であって、中央部分が支柱１２１の回転軸から外側へ突き出るように設けられている。このため、漂流物捕捉網１６１ｃが上流側に位置しているときには、捕捉した漂流物が側部へ流れて容易に取り除かれる。

＜第４の実施形態＞
［Ａ］構成
図１５は、第４の実施形態に係る水中装置を示す図である。図１５は、図１３と同様に、側面図である。

本実施形態では、図１５に示すように、水中装置４００ｄの漂流物除去装置１００ｄは、第３の実施形態と異なり、回転駆動部１８１、流速測定器３１１、発電量測定器３１２、および、制御部３１３を有する。ハンドル１３１および固定ピン１４１（図１３参照）は、設けられていない。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第３の実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、この実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。

回転駆動部１８１は、図１５に示すように、漂流物除去装置１００ｄの支柱１２１の上端部に設置されており、支柱１２１を回転させる。回転駆動部１８１は、たとえば、モータを含み、制御部３１３から出力された制御信号Ｓ３１３に基づいて、そのモータが駆動して、支柱１２１の回転動作を行う。

流速測定器３１１は、図１５に示すように、水路１１を流れる流水Ｆの流速を測定する。流速測定器３１１は、実測した流速データＳ３１１Ｊを制御部３１３へ出力する。

発電量測定器３１２は、図１５に示すように、水中機械２００の発電機２２１による発電量を測定する。発電量測定器３１２は、実測した発電量データＳ３１２Ｊを制御部３１３へ出力する。

制御部３１３は、図１５に示すように、流速測定器３１１により測定された流速データＳ３１１Jと、発電量測定器３１２により測定された発電量データＳ３１２Ｊとが入力される。そして、制御部３１３は、流速データＳ３１１Jと発電量データＳ３１２Ｊとに基づいて、制御信号Ｓ３１３を回転駆動部１８１へ出力し、回転駆動部１８１の動作を制御する。制御部３１３は、羽根車２０３に漂流物が無い状態のときに流速測定器３１１により実測された流速において得られる発電量に対して、発電量測定器３１２により実測された発電量が、予め定めた割合よりも少ない場合、回転駆動部１８１に支柱１２１を回転させる。

［Ｂ］動作
上記した水中装置４００ｄの動作について説明する。

水中装置４００ｄにおいては、まず、水路１１を流れる流水Ｆの流速を流速測定器３１１が測定し、その実測した流速データＳ３１１Ｊを制御部３１３へ出力する。これと共に、水中機械２００の発電機２２１による発電量を発電量測定器３１２が測定し、その実測した発電量データ３１２Ｊを制御部３１３へ出力する。

その後、流速測定器３１１から出力された流速データＳ３１１Jと発電量測定器３１２から出力された発電量データＳ３１２Ｊとに基づいて、回転駆動部１８１の動作を制御部３１３が制御する。

具体的には、羽根車２０３に漂流物が無い状態のときに、流速測定器３１１により実測された流速において得られる発電量を、制御部３１３が算出する。

図１６は、第４の実施形態に係る水中装置４００ｄにおいて、流速と発電量との関係を示す図である。図１６において、横軸は、流速データＳ３１１を示し、縦軸は、羽根車２０３に漂流物が無い理想状態のときに得られる発電量データＳ３１２Ｒを示している。

図１６に示すように、流速が速くなるに伴って発電量が増加する。発電量の増加割合は、流速が増すに伴って大きくなる。このような流速と発電量との関係を示す関数を用いて、制御部３１３は、流速測定器３１１から出力された流速データＳ３１１Jにおいて、羽根車２０３に漂流物が無い状態のときに得られる発電量データＳ３１２ＲＪを求める。

そして、その算出した発電量データＳ３１２ＲＪに対して、発電量測定器３１２により実測された発電量データＳ３１２Ｊが、予め定めた割合よりも少ない場合、制御部３１３が回転駆動部１８１に制御信号Ｓ３１３を出力し、回転駆動部１８１に支柱１２１を回転させる。

具体的には、算出した発電量データＳ３１２ＲＪに対して、実測した発電量データＳ３１２Ｊが、たとえば、７０〜８０％未満である場合、支柱１２１を回転させる。この支柱１２１の回転は、予め定めた条件を満たすまで、連続的に行われる。たとえば、算出した発電量データＳ３１２ＲＪに対して、実測された発電量データＳ３１２Ｊが予め定めた割合以上であって、その割合以上を保持した時間が予め定めた時間を経過する時まで、支柱１２１の回転を続ける。そして、これらの条件を満たしたとき、漂流物捕捉網１６１ｃを元の上流側の位置に戻し、回転を停止させる。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態では、流速測定器３１１により実測された流速と、発電量測定器３１２により実測された発電量とに基づいて、制御部３１３が回転駆動部１８１を制御して、支柱１２１を回転させる。ここでは、羽根車２０３に漂流物が無い状態のときに実測された流速において得られる理想状態の発電量に対して、実測された発電量が、予め定めた割合よりも少ない場合、回転駆動部１８１に支柱１２１を回転させる。

このように本実施形態では、実測した流速と実測した発電量との関係から、漂流物捕捉網１６１ｃに漂流物が多量に蓄積したと判断されるとき、漂流物捕捉網１６１ｃが自動的に回転する。このため、漂流物捕捉網１６１ｃに捕捉された漂流物が流水Ｆによって漂流物捕捉網１６１ｃから自動的に取り除かれる。

なお、本実施形態では、支柱１２１の回転について、予め定めた条件を満たすまで、連続的に行っているが、これに限らない。たとえば、水中機械２００の上流側に位置する漂流物捕捉網１６１ｃが水中機械２００の下流側に移動するように、支柱１２１を、たとえば、１８０°分、回転させた後に、その回転を停止する。そして、一定時間が経過後、漂流物捕捉網１６１ｃが水中機械２００の上流側の元の位置に戻るように、支柱１２１を、たとえば、１８０°分回転させ、その回転を停止する。このように、支柱１２１の回転が一時的に停止するように、動作させても良い。

＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…水路、１２…土手、１６…底面、１００…漂流物除去装置、１００ｄ…漂流物除去装置、１１０…支持部、１１１…梁、１１２…支持板、１１２Ｃ…凹部、１１２Ｈ…貫通孔、１２１…支柱、１２２…リング、１２２Ｈ…貫通孔、１２３…フランジ、１３１…ハンドル、１４１…固定ピン、１５１…張出し部、１５１ｃ…張出し部、１６１…漂流物捕捉網、１６１ｃ…漂流物捕捉網、１６２…支持枠、１６２ｃ…支持枠、１７１…ダクト、１７２…支柱、１８１…回転駆動部、２００…水中機械、２０１…支持部、２０２…ケース、２０３…羽根車、２２１…発電機、３１１…流速測定器、３１２…発電量測定器、３１３…制御部、４００…水中装置、４００ｃ…水中装置、４００ｄ…水中装置、Ｃ…回転軸、Ｘ…漂流物

Claims

水中機械が設置された水路を流れる流水中の漂流物を前記水中機械への流路から除去する漂流物除去装置であって、
前記水中機械の上方に設置される支持部と、
前記水中機械の上方に設置され、前記支持部に回転可能に支持されている支柱と、
前記支柱に支持されており、前記支柱の回転軸から前記水中機械の外側に張り出するように設けられた張出し部と、
前記張出し部において前記支柱の回転軸から前記水中機械の外側に位置する端部で支持される漂流物捕捉網と
を備え、
前記支持部は、第１の凹部と第２の凹部とが上面に形成されており、
前記支柱は、貫通孔が形成されたリングを有し、当該リングの下面が前記支持部の上面に接することによって前記支持部に回転可能に支持されていると共に、当該貫通孔から前記第１の凹部と前記第２の凹部との一方に固定ピンが挿入されることによって固定されるように構成されており、
前記漂流物捕捉網の少なくとも一部が前記水路において前記水中機械よりも前記流水の上流側に位置するように設置された状態であって、前記貫通孔から前記第１の凹部に固定ピンが挿入されることによって前記支柱が固定された状態で、前記漂流物捕捉網が前記漂流物を捕捉し、
前記支柱の回転によって前記漂流物捕捉網が回転して前記漂流物捕捉網の少なくとも一部が前記水中機械よりも前記流水の下流側に移動し、前記貫通孔から前記第２の凹部に固定ピンが挿入されることによって前記支柱が固定された状態で、前記漂流物捕捉網が捕捉した漂流物が流水によって流されることを特徴とする、
漂流物除去装置。
請求項１に記載の漂流物除去装置の前記支柱に前記水中機械が支持されている、
水中装置。
水路に設置される水中機械と、前記水路を流れる流水中の漂流物を前記水中機械への流路から除去する漂流物除去装置とを有する水中装置であって、
前記水中機械は、
前記流水により前記水中機械の羽根車が回転することによって発電を行う発電機
を有し、
前記漂流物除去装置は、
前記水中機械の上方に設置される支持部と、
前記水中機械の上方に設置され、前記水中機械を支持していると共に、前記支持部に回転可能に支持されている支柱と、
前記支柱に支持されており、前記支柱の回転軸から前記水中機械の外側に張り出するように設けられた張出し部と、
前記張出し部において前記支柱の回転軸から前記水中機械の外側に位置する端部で支持される漂流物捕捉網と、
前記支柱を回転させる回転駆動部と、
前記水路を流れる流水の流速を測定する流速測定器と、
前記発電機による発電量を測定する発電量測定器と、
前記流速測定器により測定された流速と、前記発電量測定器により測定された発電量とに基づいて、前記回転駆動部を制御する制御部と
を有し、
前記水路において前記水中機械よりも前記流水の上流側に前記漂流物捕捉網の少なくとも一部が位置するように設置された状態で前記漂流物捕捉網が前記漂流物を捕捉し、
前記支柱の回転によって前記漂流物捕捉網が回転して前記漂流物捕捉網の少なくとも一部が前記水中機械よりも前記流水の下流側に移動することにより、前記漂流物捕捉網が捕捉した漂流物が流水によって流されることを特徴とする、
水中装置。
前記制御部は、前記羽根車に前記漂流物が無い状態のときに前記流速測定器により実測された流速において得られる発電量に対して、前記発電量測定器により実測された発電量が、予め定めた割合よりも少ない場合には、前記回転駆動部に前記支柱を回転させ、予め定めた割合以上の場合には、前記漂流物捕捉網を前記水中機械の上流側に位置させる、
請求項３に記載の水中装置。
前記漂流物除去装置は、
前記水中機械の羽根車の回転方向において前記羽根車を囲うように設置され、前記張出し部を含むダクト
を有し、
前記漂流物捕捉網は、前記ダクトの前記張出し部に支持されている、
請求項２から４のいずれかに記載の水中装置。
前記漂流物捕捉網は、半球形状であって、中央部分が周辺部分よりも前記支柱の回転軸から前記水中機械の外側に位置するように設けられている、
請求項２から５のいずれかに記載の水中装置。